[发明专利]一种光伏-蓄热装置容量的优化配置方法和装置

说明书

本申请公开了一种光伏‑蓄热装置容量的优化配置方法和装置，该方法和装置应用于配电网，具体为基于预先构建的典型日场景，建立使光伏和蓄热装置投资建设和运行的总费用最少的目标函数；根据配电网中用户热负荷需求，以光伏容量和蓄热装置电功率为控制变量，建立热功率平衡等式约束和能量平衡等式约束；根据目标函数、热功率平衡等式和能量平衡等式约束，利用粒子群算法对各控制变量的工作状态进行优化求解，求解出典型日场景下的光伏最优容量和蓄热装置最优电功率。由于最终得到的光伏最优容量和蓄热装置最优电功率满足基于总费用最少的目标函数，因此按该配置方案能够实现投资建设成本的最低。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，更具体地说，涉及一种光伏-蓄热装置容量的优化配置方法和装置。

背景技术

随着能源短缺和环境问题的急剧恶化，我国加强对新能源的开发利用。其中光伏发电快速发展，其“自发自用，余电上网”的模式，能合理利用光伏能源。为打赢“蓝天保卫战”，2016年国家能源局发布《关于推进电能替代的指导意见》，推动“煤改电”工程发展，促使电采暖逐步替代煤采暖，从而提高空气质量。

将光伏发电与“煤改电”工程相结合，是解决北方地区环境污染问题的一种有效途径。如何优化配置农村地区光伏和蓄热装置容量，实现投资建设成本最小，是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种光伏-蓄热装置容量的优化配置方法和装置，用于得到客观的光伏-蓄热装置容量的配置方案，以降低投资建设成本。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种光伏-蓄热装置容量的优化配置方法，应用于配电网，所述优化配置方法包括：

基于预先构建的典型日场景，建立使光伏和蓄热装置投资建设和运行的总费用最少的目标函数；

根据所述配电网中用户热负荷需求，以光伏容量和蓄热装置电功率为控制变量，建立热功率平衡等式约束和能量平衡等式约束；

根据所述目标函数、所述热功率平衡等式和所述能量平衡等式约束，利用粒子群算法对各所述控制变量的工作状态进行优化求解，求解出所述典型日场景下的光伏最优容量和蓄热装置最优电功率。

可选的，还包括：

以用户热负荷需求功率、光伏输出有功功率在一定时间的积累量为场景特征量，构成典型日场景描述；

计算光伏输出的有功功率；

计算用户热负荷需求功率；

根据太阳辐射照度、环境温度和/或用户建筑物结构对场景进行筛选，得到上述典型日场景。

可选的，所述目标函数如式如下：

式中，f₁为光伏和蓄热装置投资建设等日值费用，f₂(t)为t时段光伏和蓄热装置运行费用，T_PV为光伏在一天中发电总时长；

其中，

其中，

式中，E_PV为光伏额定容量，P_RH0为蓄热装置额定电功率，C_PV为单位容量的光伏投资成本，C_RH为单位功率的蓄热装置投资成本，r_PV为光伏等年值成本系数，r_RH为蓄热装置等年值成本系数，r_d为贴现率，N_PV为光伏寿命期望值，N_RH为蓄热装置寿命期望值；